I) Milieux transparents
Introduction
Les milieux transparents sont des éléments de l'œil indispensables pour la vision. Ils permettent de transmettre et de focaliser les rayons lumineux sur la rétine, qui joue le rôle d'un capteur recevant la lumière. La transparence de ces milieux est une propriété étonnante, quasiment unique dans le corps humain. Nous nous intéresserons successivement aux différents milieux transparents : le cristallin, la cornée, le corps vitré et l'humeur aqueuse.
Schéma de l'œil humain
http://www.web-sciences.com/documents/premiere/pedo01/peco01.php5
Le cristallin
Le cristallin est un organe transparent de 5 mm d'épaisseur au centre qui joue le rôle d'une lentille convergente. En effet, il fait converger les rayons lumineux sur la rétine. Il représente un tiers de la puissance de l'œil. Sans lui, les rayons ne convergeraient pas assez et notre champs de vision serait réduit. Le cristallin est enfermé dans une capsule mince et élastique. Cette capsule est maintenue dans l'œil par la zonule ciliaire (ou zonule de Zinn).
Schéma de l'œil
http://www.guide-vue.fr/glossaire/cristallin
Sa transparence est due à plusieurs facteurs qui permettent d'éviter la dispersion des rayons dans l'œil :
- Le critallin est composé de cellules dépourvues d'organites, structures assurant le fonctionnement de la cellule. Seul un gel est présent dans les cellules. Celui-ci contient des protéines cristallines réfractant uniformément les rayons. De plus, la concentration des protéines cristallines dans les cellules est importante ; ce qui assure un indice de réfraction quasiment identique à celui de la membrane des cellules.
- Le cristallin ne contient pas de mélanine, un pigment présent dans la peau et les cheveux qui protége des UV.
- Le cristallin est avascularisé, c'est à dire qu'il ne contient pas de vaisseaux sanguins.
- Les cellules du cristallin sont très allongées (1cm), et sont parfaitement alignées en couches parallèles.
Cellules du cristallin vues au microscope électronique
http://www.larousse.fr/encyclopedie/images/Cellules_du_cristallin/1007573
Le cristallin est composé de plusieurs éléments :
- L'épithélium du cristallin situé en périphérie. L'épithélium est constitué de cellules souches, des cellules qui peuvent engendrer n'importe quel type de cellule, qui une à une, s'allongent. Ces cellules produisent d'importantes quantités de protéines cristallines puis perdent leurs organites.
- Les cellules sont alors appelées fibres. Elles représentent la majeure partie du cristalin et constituent les noyaux formés pendant le stade embryonnaire, foetal puis de la naissance à l'adolescence, bien qu'il soit appelé noyau adulte, ainsi que le cortex, constitué après l'adolescence.
Les différentes couches du cristallin
http://www.vetopsy.fr/sens/vision/cristallin.php
Les cellules du cristallin ne sont jamais détruites durant notre vie, elles ont donc une durée de vie exceptionnelle, en proportion des autres cellules de notre corps, comme par exemple les cellules de notre peau vivant entre 3 à 4 semaines.
Le cristallin est flexible sous l'action des muscles du corps ciliaires. Ils permettent l'accomodation pour la vision des objets proches, comme expliqué dans une seconde partie. Mais au fur et à mesure de l'ajout de nouvelles cellules, le cristallin devient plus dense et moins souple, ce qui a des conséquences désagréables vues dans notre troisième partie.
La cornée
La cornée est une membrane, de 0.55 à 0.8 mm d'épaisseur. Elle joue également le rôle d'une lentille convergente (du fait de sa forme). Elle représente deux tiers de la puissance de l'œil. En son absence, le cristallin n'est pas en mesure de se bomber pour que les rayons convergent suffisamment, et que l'image se forme sur la rétine. Elle est composée de six couches, ici nommées respectivement de l'extérieur vers l'intérieur :
-l'épithélium cornéen,
-la membrane de Bowman,
-le stroma, la couche de Dua (nouvellement découverte),
-la membrane de Descement,
-l'endothélium.
Vision microscopique comparée à un schéma de l'anatomie de la cornée
http://www.vetopsy.fr/sens/vision/cornee.php
La transparence de ces couches s'expliquent par leur finesse, à l'exception du stroma. En effet, cette couche plus épaisse est transparente grâce à la l'organisation régulière des fibrilles de collagène et des kératocytes. Les kératocytes digèrent et fabriquent le collagène, une protéine qui stucture l'organisme.
Structure du stroma
http://www.gatinel.com/recherche-formation/la-cornee/
De plus, la cornée est également avascularisée. Comme l'indice de réfraction des larmes est similaire à celui de la cornée, une couche de larmes, appelée film lacrymal permet d'uniformiser la surface extérieure de la cornée.
Les cellules de la cornée, sont nourries par l'humeur aqueuse et par le film lacrymal.
La cornée possède un important rôle protecteur, une sorte de barrière, contre les UV et contre les impuretés. Elle est d'ailleurs très sensible car très innervée, c'est-à-dire qu'elle est parcourue de nerfs.
Le corps vitré
Le corps vitré est un milieu transparent, composé de beaucoup d'eau, de glycosaminoglycase, un sucre complexe, et de collagène. Le corps vitré est produit par les corps ciliaires. Il n'est pas filtré et est donc stagnant dans l'œil tout au long de notre vie. Il protège la rétine en absorbant les infrarouges et les UV. Il maintient aussi la rétine en place ainsi que la rigidité de l'œil.
Schéma de l'œil
http://www.chambon.ac-versailles.fr/science/sante/sens/vu.htm
L'humeur aqueuse
L'humeur aqueuse est un liquide transparent composé en grande partie d'eau, de glucose (sucre), de vitamine C et d'acide lactique. Elle est produite par le corps ciliaire. Elle est évacuée par le trabéculum, tissu de fibre de collagène qui agit comme un filtre. Le trabéculum se situe dans l'angle irido-cornéen, angle situé entre l'iris et la conrnée. L'humeur aqueuse est ainsi renouvelée toutes les deux à trois heures. Elle nourrit les cellules de l'épithélium du cristrallin et celle la rétine. Elle maintient aussi la rigidité de l'œil.
La composition de l'ensemble des milieux transparents ainsi que leur organisation régulière permettent le passage des rayons lumineux sans qu'ils se dispersent. Ces rayons lumineux se propagent en ligne droite dans un milieu homogène. De plus, la lumière dévie lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre, par exemple de l'air à la rétine.
La succession de milieux transparents d'indices différents formant des dioptres sont responsables de la réfraction des rayons lumineux. Désormais il convient d'exposer cette réfraction permettant la focalisation des rayons sur la rétine.